PROYECTO DE FISICA

1. APLICACIÓN DEL
ELECTROMAGNETISMO EN LOS
TRENES DE LEVITACION
MAGNETICA
PROYECTO CAF 2 – UTP CGT
GRUPO 3

2. • Mota Luera Jimy U20308952
• Sacha Camacllanqui Jorge U21204175
• Chero Contreras Anyelo U21203893
• Berasteins Zavala Piero U21212962
• Alvarez Matencios Paul U21203335
• Pariasca Estrada Robert U20309885
• Huaman Dalber Leodan U19308130
INTEGRANTES

3. INTRODUCCIÓN

4. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
 El proyecto se basa en los conceptos de la física:
 Campos y fuerzas magnéticas, fuerza sobre una carga en movimiento en un
campo magnético, fuerza sobre un conductor que lleva una corriente y
aplicaciones del campo magnético. Utilizando la Ley de Biot- Savart y sus
aplicaciones; asimismo entender la Ley de Ampere del magnetismo en la
materia.
 Se realizará una maqueta para fundamentar el proyecto en la que participo
todo el grupo, anticipadamente se revisó tesis, revistas, documentos
relacionados con muestro tema para después mediante una lluvia de ideas y
un esquema ir realizando nuestro proyecto de investigación.

5. OBJETIVOS
 OBJETIVO GENERAL:
 Reconocer el principio del funcionamiento de los trenes de levitación magnética, tomando
como fuente principal la interacción de campos magnéticos que dan lugar a fuerzas de atracción
o repulsión.
 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
 Reconocer el tipo de fuerza utilizada (atracción o repulsión) según el diseño del tren ya sea que
utilice el sistema EMS (electromagnetic suspension o suspensión electromagnética) o EDS
(electrdynamic suspension o suspensión electrodinámica).
 Conocer cuáles son las ventajas del uso de los ferrocarriles de levitación magnética.
 Entender el uso de la energía eléctrica en el magnetismo por medio de las fuentes y
experimentos realizados.
 Demostrar la viabilidad y el beneficio de la levitación magnética en base al impacto ecológico y
el valor económico.

6. ALCANCES Y LIMITACIONES
 La problemática del tráfico hoy en día nos lleva a investigar proyectos de
transporte eficientes y más rápidos con estudios electromagnéticos con la
finalidad de garantizar mejora el tiempo de transporte urbano e interprovincial,
salud y bienestar social. Siendo un sistema de transporte sofisticado gracias a su
diseño y construcción.
 Así mismo en nuestro país este tipo de proyectos no está siendo desarrollado,
incluso su estudio no está tomando interés por parte de las autoridades. Pero
hay que reconocer que en la situación actual que estamos atravesando en el país
presentamos.

7. MARCO TEÓRICO

8. ANTECEDENTES
 Zapata S. (2010) en su tesis de titulación “DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE
ELECTROIMÁN Y ACTUADOR ELECTRÓNICO APLICADO A UN SISTEMA DE
LEVITACIÓN MAGNÉTICA” para optar el título de Ingeniero Electrónico, en la
universidad PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ, tuvo como objetivo
Implementación del electroimán y comprobar su funcionamiento con la esfera
metálica y para para la elección del tipo de actuador electrónico del sistema, se
eligió por PWM debido a que presenta ventajas frente a otras como por ejemplo
el control por corriente. En este caso presenta la desventaja de
sobrecalentamiento en la etapa de potencia, causada por la aplicación continua
de corriente sobre el electroimán. Además, Para la construcción del módulo de
levitación magnética es necesario la selección de material rígido y no
magnetizable.

9. ANTECEDENTES
 Tenemos también como antecedente la tesis de William Parker, dado para la
Faculty of Engineering, Computher and Mathematical Sciences, para la escuela
de ingeniería mecánica, titulada “Modelling and design of magnetic levitation
systems for vibration isolation”, o “Modelado y diseño de sistemas de levitación
magnética para aislamiento de la vibración, en la cual optó por un modelo
maglev, como un medio para evitar los problemas que acarrea la vibración en
diferentes maquinarias, los cuales pueden afectar las métricas o incluso dañar los
dispositivos, y resaltando las virtudes del maglev en su uso en los trenes,
llegando a la conclusión de que el modelo de levitación magnética tiene
múltiples beneficios que pueden ser aprovechados, y que el campo del
magnetismo tiene más propiedades útiles para muchas áreas.

10. TÉRMINOS BÁSICOS
 Electromagnetismo:
 Según Cheng (1998), el electromagnetismo es la rama de la ciencia que estudia todo lo
relacionado a fenómenos tanto eléctricos como magnéticos, causados por las cargas
eléctricas. Estás pueden estar en movimiento o en reposo. Estás cargas fueron
descubiertas desde la época de Tales de Mileto, pero es con el estudio reciente de la
física que podemos observar sus propiedades. Podemos saber que existen 2 tipos de
cargas, positiva y negativa. La corriente generada por el movimiento de estás es la que
forma el campo magnético, teniendo los conceptos de campo magnético y campo
eléctrico, siendo está la base de la interacción del electromagnetismo
 Sistema Maglev:
 Es un sistema de transporte que incluye la suspensión, guía y propulsión de vehículos,
principalmente trenes, utilizando un gran número de imanes para la sustentación y la
propulsión a base de la levitación magnética.

11. TÉRMINOS BÁSICOS
 Levitación magnética:
 Es un método por el cual un objeto es mantenido a flote por acción únicamente de
un campo magnético. En otras palabras, la presión magnética se contrapone a la
gravedad. Cabe decir que cualquier objeto puede ser levitado siempre y cuando el
campo magnético sea lo suficientemente fuerte.
 Tipos de superconductores:
 Tipo I: Se trata de elementos puros que presentan el efecto Meissner, es decir, que
repelen los campos magnéticos cuando están por debajo de la temperatura crítica.
 Tipo II: Estos consisten en mezclas de diferentes elementos que se combinan para
formar aleaciones o materiales cerámicos que exhiben superconductividad.

12. METODOLOGÍA

13. MATERIALES E INSTRUMENTOS PARA EL PROYECTO
Se trabajará una maqueta para demostrar cómo funciona la levitación magnética.
 Para ello, usaremos los siguientes materiales: Imanes de bocina o altavoz: Es un imán de
ferrita que se utiliza para las transmisiones de sonido en as bocinas o altavoces.

14. MATERIALES E INSTRUMENTOS PARA EL PROYECTO
 Imanes de neodimio: Es un tipo de imán de tierra rara bastante utilizado, está hecho de una
aleación de neodimio, hierro y boro. Este tipo de imán fue desarrollado por General Motors
en 1982, y son los más potentes en la actualidad.

15. MATERIALES E INSTRUMENTOS PARA EL PROYECTO
 Hoja de acetato: Es una lámina transparente que es resistente y a la vez flexible, de tal
manera que nos permitirá armar un tubo que funcionará como un tren en levitación.

16. MATERIALES E INSTRUMENTOS PARA EL PROYECTO
 Clavos: Se necesitan 8 y nos servirán de base para colocar los imanes de bocina.

17. PROCEDIMIENTO
Una vez teniendo los materiales procedemos a hacer nuestro experimento
 Colocamos 8 clavos en una base de madera, 4 en cada lado.

18. PROCEDIMIENTO
 Colocamos los imanes de bocina apoyados sobre los clavos, 2 imanes a cada lado.
Debemos considerar que el par de imanes de cada lado, deben colocarse en tal posición
que se repelan.

19. PROCEDIMIENTO
 Formamos un tuvo enrollando el papel de acetato y colocamos un imán de
neodimio en cada lado del tuvo. También colocamos un chinche en uno de los
extremos.

20. PROCEDIMIENTO
 Finalmente colocamos un soporte de madera a un lado para que haga contacto con el
chinche, lo cual nos sirve para poder mantener la estabilidad del sistema y no se mueva
para adelante ni atrás.

21. RESULTADOS

22. RESULTADOS
 Como resultado principal, se pudo comprobar que la levitación se puede realizar
construyendo una pista ferromagnética o riel que funciona como camino que
repele al tren construido con una pila e imanes.
 El experimento de levitación tiene como elementos al tren construido con una
pila y dos imanes de neodimio, la pista construida con un alambre de cobre sin
cubierta.

23. RESULTADOS
 El experimento de levitación realizado funciona de la siguiente manera.
 Se crea un solenoide o bobina con el cobre, para poder generar la energía
suficiente para el movimiento del tren.
 Los imanes colocados a cada extremo de la pila generan campos magnéticos
en el tren, cuyos dipolos actúan en direcciones opuestas.
 El tren se introduce desde uno de sus lados que debe generar un campo
magnético en conjunto con el solenoide o pista.
 La corriente eléctrica fluye desde los imanes hacia la pista generando una
fuerza electromagnética e inicia el movimiento dentro de la pista.

24. CONCLUCIONES

25. CONCLUCIONES:
 Se pudo comprender el funcionamiento de la levitación mediante el uso del magnetismo.
 Se logró realizar pequeñas pruebas de los ferrocarriles en simuladores de levitación
magnética con la ayuda de imanes.
 Se pudo determinar que los trenes de levitación magnética son una gran oportunidad
para el transporte terrestre en un futuro. Aunque el precio de infraestructura es muy
alto, tiene muchos beneficios: más velocidad que la de un tren normal, bajo nivel de
sonido y bajo nivel de contaminación.
 Con el trabajo realizado, podemos concluir que la levitación de un tren se consigue
mediante la interacción de campos magnéticos que dan lugar a fuerzas de atracción o
repulsión, dependiendo del diseño del vehículo, es decir, según si el tren utilice un
sistema EMS (electromagnetic suspension o suspensión electromagnética).

26. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

27. CONCLUCIONES
GRACIAS